JP2015502466A - 土木構造物に組み込むために複合材料から作製される製品 - Google Patents

Abstract

土木構造物（３，４）（例えば、フロアなどのコンクリート構造物）に組み込むための製品（１２）を開示する。当該製品は、実質的に完全に養生した熱硬化性ポリマー樹脂と、モース硬さが３〜９、好ましくは５〜８である粒子状の骨材とを含む。当該製品は、必要に応じて、補強繊維を含む。当該製品の硬さは、その周囲の構造物の硬さに近く合わせることができる。当該製品は、その周囲の構造物との平坦な継ぎ目を形成するためにダイヤモンドツールで研磨することができる。当該製品は、構造物の露出した表面（７，８）に組み込むのに特に適している。

Description

（発明の背景）
１．発明の分野
本発明は、概して、複合材料から作製され、かつ土木構造物への組み込み（又は結合もしくはインコーポレーション）に適した製品（製造業の物品）に関し、より具体的には、コンクリート構造物、特にコンクリートフロアへの組み込みに適したこのような製品に関する。

２．関連技術の説明
コンクリートおよびアスファルトビチューメンなどの建築材料は、土木プロジェクト（例えば、ビル、道路、橋、堤防など）において、広範な用途が見出されている。これらの建築材料は、現場で注入することができ、養生または硬化の際、硬さおよび引張り強さに関して所望の特性を有する構造物を形成することができる。

このような構造物に第２の異質の材料の構造物を組み込む必要が頻繁にある。例としては、エクスパンションジョイント；ケーブルガター；ドレインガター；フロアガリー；フロアトレイ；ユーティリティカバー；エッジ補強材；マンホール；マンホールカバーなどが挙げられる。多くの場合において、これらの第２の構造物は、金属、具体的には鋼で作製される。

金属から作製される第２の構造物は、多くの深刻な不利益を被る。金属は、特に水分に曝されると腐食を受ける。腐食の問題は、かかる金属が塩に曝されることによって、悪化する。塩への曝露は、一般に、回避することができない。なぜなら、建築材料において、特にコンクリートにおいて、塩は自然に存在するからである。また、塩への曝露は、土木構造物の通常の使用に固有であってもよい。例えば、道路およびパーキングガレージは、氷結防止に使用される塩化カルシウムに曝される。

金属の別の欠点は、特に建築材料がコンクリートである場合、建築材料への接着性が乏しいことである。さらに、金属の機械的な特性（引張り強さ、表面硬さ、熱膨張など）は、建築材料の機械的な特性とは大きく異なる。これらの差違によって、建築材料と金属との界面（又はインターフェース）でのギャップの発達が生じる。かかるギャップは、その構造物において、弱い部分（又はエリア）を示す。このとき、この建築材料は、これらの部分において、部分的に支持されていない。建築材料のチッピングが生じるようであり、これによって、ギャップが広くなり、これによって、さらなるチッピングなどが生じる。

この建築材料と金属との間のギャップにおいて、流れない水が集合する傾向にある。凍結／解凍のサイクルによって、この建築材料のさらなる劣化が起こる。

さらに別の問題は、注入構造物（poured structure）が完全に平坦ではないことによって生じる。このような構造物の表面は、わずかに波打っていると説明することができる。この金属構造物は、対照的に、ほぼ完全なまっすぐな縁部を示す。表面トポロジーにおいて、この類似は、望ましくない。なぜなら、これは、過剰の水のさらに別の誘因となるからである。この建築材料／金属の界面を肉眼で平坦となるまで研磨することが望ましい。しかし、建築材料（コンクリートおよびアスファルトビチューメンなど）と金属の両方を研磨するのに適した研磨ツールは存在しない。

熱硬化性ポリマー組成物（又は配合物）は、場合によっては、注入された建築物材料の複数の板（又はスラブ）の間の結合を補修するのに使用される。もともと、かかる材料は、金属よりも顕著にさらに耐食性であり、また、建築材料により良好に接着する。このポリマー組成物は、一般に、ある程度の弾性を保持し、構造物の収縮および膨張を補償するために配合される。

かかるポリマー組成物は、強度および硬さに関して、建築材料に劣る。結果として、かかる材料から作製されるエクスパンションジョイントは、その周囲の構造物への完全な支持を提供しない。そのため、建築材料のチッピングは、十分に抑制されない。かかる材料から作製されたエクスパンションジョイントは、その周囲の構造物よりもさらに迅速に摩耗する。そのため、これらは、構造物の寿命において、数回にわたって交換される必要がある。かかるエクスパンションジョイントは、この建築材料を研磨するのに適したツールで研磨することができない。さらに、かかるポリマー組成物は、エクスパンションジョイント以外の第２の構造物（例えば、ケーブルガター；ドレインガター；フロアガリー；フロアトレイ；ユーティリティカバー；エッジ補強材；マンホール；マンホールカバーなど）には適していない。

従って、土木構造物への組み込みに適した製品であって、この土木構造物の機械的な特性に近接して合わせた機械的な特性を有する製品が必要とされている。

このような製品が耐食性であることがさらに必要とされている。

このような製品が土木構造物の材料を研磨するのに適したツールで研磨することができることが、なお、さらに必要とされている。

（発明の簡単な要旨）
本発明は、土木構造物に組み込むための製品を提供することによって、これらの問題を解決する。かかる製品は、土木構造物への組み込みの前に、実質的に完全に養生した熱硬化性ポリマー樹脂と、モース硬さが３〜９の範囲内、好ましくは５〜８の範囲内である粒子状の骨材（材料）とを含む。

本発明の別の態様は、土木構造物を含み、これはその中に製品が組み込まれていて、当該製品は、この土木構造物への当該製品の組み込みの前に実質的に完全に養生した熱硬化性ポリマー樹脂と、モース硬さが３〜９の範囲内、好ましくは５〜８の範囲内である粒子状の骨材（材料）とを含むものである。

図１は、本発明の方法の好ましい実施形態の工程を示す。 図２は、本発明の方法の好ましい実施形態の工程を示す。 図３は、本発明の方法の好ましい実施形態の工程を示す。 図４は、本発明の方法の好ましい実施形態の工程を示す。 図５は、本発明の方法の好ましい実施形態の工程を示す。 図６ａは、本発明のエキスパンションジョイントエレメントの好ましい実施形態の上面の分解図を示す。 図６ｂは、図６ａのエキスパンションジョイントエレメントの好ましい実施形態の側面図を示す。 図７ａは、図６ａのエキスパンションジョイントエレメントの好ましい実施形態の上面図を示す。 図７ｂは、図７ａのエキスパンションジョイントエレメントの好ましい実施形態の側面図を示す。 図８は、本発明のエキスパンションジョイントの好ましい実施形態の分解図を示す。

（発明の詳細な説明）
以下は、本発明の詳細な説明である。

（定義）
本明細書中で使用するように用語「土木構造物」は、任意の人造の構造物を意味し、その建造は、概して、土木の訓練の領域であると考えられ、例えば、ビル、高速道路、橋、陸橋、トンネル、縦坑、ダム、堤防などの構造物、ならびに、例えば、屋根、床、壁、道路のデッキ、柱、天井などの上述の構造物の成分（又はコンポーネント）が挙げられる。

本明細書中で使用するように用語「コンクリート」は、セメント、骨材および水を含む任意の建築材料を意味する。この組成物は、この産業において周知である通り、必要に応じて、追加の材料を含む。この用語は、その注入可能で未硬化の形態ならびにその養生または硬化した形態での混合物を包含する。注入可能なコンクリートの硬化は、その成分間の化学反応ならびに水成分の部分的な蒸発を含む。

用語「コンクリート構造物」は、その硬化した形態でのコンクリートから作製された構造物を指す。

用語「骨材」は、コンクリート産業において、一般的な意味で使用される。例としては、砂利；洪積砂；けい砂；長石；玄武岩；花崗岩などが挙げられる。

用語「熱硬化性ポリマー樹脂」とは、養生の際に硬化するポリマーのクラスを指す。養生は、一般に架橋反応を含む。架橋は、樹脂中に存在するポリマー鎖の間で直接的に起こり得るか、あるいはポリマー鎖と、この目的のために樹脂に添加される架橋剤との間で起こり得る。養生は、触媒の存在下または触媒の非存在下で周囲条件下で実施され得るか、あるいは温度を周囲よりも高く上昇させることが要求されてもよい。養生は、樹脂中に存在し得る溶媒の蒸発を含んでいても、含んでいなくてもよい。

熱硬化性ポリマー樹脂は、当該分野において周知である。例としては、ポリエステル樹脂；エポキシ樹脂；ビニルエステル樹脂；フェノール樹脂；ポリウレタン樹脂；ポリアスパラギン酸エステル樹脂（特に、ポリアスパラギン酸尿素エステル樹脂）；およびそれらの組み合わせが挙げられる。

用語「実質的に完全に養生する」とは、熱硬化性ポリマー樹脂を参照しながら使用される通り、その架橋反応が実質的に完了する上述の樹脂を指す。架橋可能な部位が未だ樹脂中に存在してもよいという意味において、樹脂は、分子レベルにおいて、完全には養生できないことを当業者は認識する。樹脂がその最終的な硬さの少なくとも９０％に到達したとき、この樹脂は実質的に完全に養生されたと考えられる。また、樹脂は、その樹脂の製造業者によって推奨される養生条件および養生時間に曝された後、実質的に完全に養生されたと考えられる。

１つの態様において、本発明は、土木構造物に組み込まれるための製品（又は製造業の物品）を提供し、かかる製品は、土木構造物に組み込まれる前において、実質的に完全に養生した熱硬化性ポリマー樹脂と、モース硬さが３〜９の範囲内であり、好ましくは５〜８の範囲内である粒子状の骨材（材料）とを含む。

土木構造物は、注入構造物（poured structure）であってもよい。これは、現場（又はオンサイト）で注入されてもよく、あるいは、これは、現場以外の場所（又はオフサイト）で注入されて、硬化した形態で、建設現場に輸送されてもよい。かかる土木構造物は、任意の適切な建築材料から作製されてもよい。かかる材料の例としては、アスファルト；アスファルト／ポリマーの複合物（又はコンポジット）（Ｄｕｒａｌｉｔｈ（登録商標）およびＬａｔｅｘｆａｌｔ（登録商標）など）；アスファルト／コンクリートの混合物；無機物／ポリマーの複合物（又はコンポジット）（Ｒｈｅｏｄｕｒ（登録商標）およびＲｈｅｏｂｏｎｄ（登録商標）など）；エポキシモルタル；ポリマーコンクリート；ビチューメンおよびコンクリートが挙げられる。コンクリート構造物、特にコンクリートフロアを参照しながら本発明を更に説明する。しかし、読書は、本発明は、コンクリート構造物における使用に限定されないことに留意すべきである。

上記で説明した通り、骨材は、コンクリート組成物（又は配合物）において一般に使用されるような種類のものである。モース硬さのスケールは、比較によるスケールであり、これは、標準的な材料との比較によって、固体材料を硬さで分類すことができるものである。石灰岩のモース硬さは３であり、ダイヤモンドのモース硬さは１０である。

この製品における粒子状の骨材（材料）の使用によって、この製品の硬さをコンクリート構造物の硬さに合わせることが可能となる。なお、このコンクリート構造物は、上記の製品が組み込まれることが意図されるものである。コンクリート構造物の硬さは、約３０００ＭＰａ（歩行者交通のみを意図したフロア）〜１００００ＭＰａ（原子炉）の範囲内で変動する。この製品の硬さは、骨材の量およびモース硬さを変えることによって、あらゆる種類のコンクリートの硬さに適合するように作製することができる。

一般に、この製品において使用する骨材のモース硬さは、３〜９の範囲内である。３未満のモース硬さを有する骨材は、一般に、この製品の硬さには十分に寄与しない。９よりも大きなモース硬さを有する骨材は、一般に、非常に高価であり、ダイヤモンドツールで研磨することが難しいか、あるいはダイヤモンドの場合には不可能である。

骨材（材料）の量は、好ましくはこの製品の５０重量％〜９０重量％の範囲内である。平均の粒径は、好ましくは０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内である。けい砂は、粒子状の骨材（材料）としての使用に特に適していることが見出されている。けい砂のモース硬さは７である。

コンクリート構造物の表面硬さに可能なかぎり近くて適合することが望ましいが、これは、常に現実的ではない。コンクリート構造物に組み込むのに適した製品の製造業者は、ＳＫＵの数を制限することを望んでもよい。例えば、露出したコンクリートの硬さの範囲をカバーする４または５の様々な組成物を提供する。この状況において、製品とコンクリートとの間で完全に適合することは、常に可能ではない。しかし、コンクリートの硬さの２０％以内、好ましくは１０％以内に適合することが概して望ましい。

逆に、建設業者は、コンクリートの組成および養生の条件を賢明に選択することによって、そのコンクリート構造物の表面硬さを、この製品の硬さに適合させることができる。

必要に応じて、この製品は、好ましくは１重量％〜１０重量％の範囲内で補強繊維を含む。補強繊維の存在が製品の引張り強さに寄与するが、その表面硬さには寄与しないことが理解される。この複合物の産業において公知の任意の補強繊維を本発明の製品に使用することができる。具体例としては、ガラス繊維；炭素繊維；アラミド繊維：およびそれらの組み合わせが挙げられる。

補強繊維は、ばら繊維の形態、または織物のウェブとして、当該製品中に組み込まれ得る。ウェブは、織布または不織布であってもよく、不織布ウェブは、結合されていても、結合されていなくてもよい。結合ウェブは、メルトボンド、スパンボンド、水流交絡、ニードルボンド（例えばフェルトにおけるように）などであってもよい。適切な補強材料の例は、ＳＧＬ Ｇｒｏｕｐからのブックレット（「Carbon Fiber-Based Reinforcement Materials for Civil Engineering」）において記載されている（http://www.sglgroup.com/export/sites/sglcarbon/common/downloads/products/product-groups/cm/textile-products/Carbon Fiber Based Reinforcing Materials for Civil Engineering e.pdf から入手可能）。なお、この開示内容は、本明細書中に参考として援用される。

本発明の製品は、概して、２つのクラスのうちの１つに属する。第１のクラスは、コンクリート構造物内に完全に埋め込まれるようになることが意図される製品に関する。例としては、ケーブル導管、ドレインパイプなどが挙げられる。このような製品は、耐食性、機械的な強さ、およびコンクリートとの適合性に関して、これらの中でも特に膨張率に関して、利点を提供する。

第２のクラスは、コンクリート構造物の露出した表面に組み込まれることが意図される製品に関する。例としては、エクスパンションジョイント；ドレインガターなどが挙げられる。これに関連して、この製品の耐食性は、特に重要である。例えば、床または屋根において使用される場合、この製品は、水および埃に曝されてもよい。道路のデッキ、橋のデッキまたはガレージの床に使用される場合、この製品は、塩化カルシウムに曝されてもよい。食鳥飼育場および乳牛舎におけるドレインガターは、動物の排泄物および過酷な清掃溶液に曝される；屠殺場におけるドレインガターは、屠殺した動物の体液ならびに消毒清掃流体に曝される；工場の床に使用される場合、この製品は、あらゆる種類の過酷な流体（例えば、酸、塩水、アルカリ性溶液、有機溶媒、鉱物油など）に曝されてもよい。

従来の接着剤を用いて、特に２成分接着剤（エポキシ接着剤およびポリウレタン接着剤など）を用いて、この製品は、コンクリート構造物の露出した表面内に埋設され得る。これによって、この製品と構造物との間において密封が形成され、液体または埃が蓄積し得る間隙がなくなる。製品の膨張率が、コンクリート構造物の膨張率と同様である場合、あるいは同一である場合であっても、熱膨張で生じる間隙の形成のリスクは最小となる。

ダイヤモンドツールは、コンクリート構造物（床など）の表面を研磨するために使用することができる。重要なことに、この製品は、同様に、ダイヤモンドツールを用いて研磨することができる。この製品の表面から研磨された材料は個々の粒子の形態で除去され、これは、弾力のある半固体の樹脂の破片で研磨ツールを汚す傾向のある従来技術の材料とは異なるものである。

適切な研磨のためには、この製品の硬さは、コンクリート構造物の硬さの２０％以内、好ましくは１０％以内であることが重要である。これによって、両方の材料が、ほぼ等しい速度で研磨することが保証される。この製品が、その周囲のコンクリートよりもかなり柔らかい場合、コンクリートよりもかなり速くに研磨され、製品のその場所において、凹部が生じる。この製品が、その周囲のコンクリートよりもかなり硬い場合、研磨によって、製品のその場所において、隆起の形成が生じる。

この製品の硬さが、その周囲のコンクリートの硬さの２０％以内に適合する場合、この研磨によって、２つの構成要素の間で平坦な継ぎ目が生じる。この平坦な継ぎ目によって、構造物の機械的な耐久性が向上する。なぜなら、この製品は、その周囲のコンクリートによって完全に支持されていて、なおかつ、このコンクリートの縁部が、この製品によって完全に支持されているからである。さらに、この平坦な継ぎ目によって、コンクリート／製品の界面における汚染物質の形成が抑制され、容易な洗浄が可能となる。かかる利点は、食品加工の環境（例えば、屠殺場；低温貯蔵倉庫；醸造所；ワイナリー；製パン所；レストランのキッチン；化学貯蔵建物；研究所の床；製造業の建物；電子、車および医薬の産業；病院の床など）において特に価値がある。

この製品は、熱硬化性ポリマーの製品の製造に適した任意の技術を使用して作製することができる。このような技術の例としては、押出成形および射出成形が挙げられる。繊維で強化した製品は、複合物の産業から公知の技術（例えば、真空バッグ成形；積層（又はレイアップ）；引出成形など）を使用して作製することができる。

本発明の製品の特に好ましい実施形態は、エキスパンションジョイントシステムであり、これは、第１のエキスパンションジョイントエレメントと、第２のエキスパンションジョイントエレメントとを含む。第１のエキスパンションジョイントエレメントは第１の非線形の表面を有し、第２のエキスパンションジョイントエレメントは第２の非線形の表面を有し、この表面は第１の非線形の表面に適合するように設計されている。

２つのエキスパンションジョイントエレメントは、隣接するコンクリートの板（又はスラブ）の隣接する表面上に配置され、そうすることで、この２つの非線形の表面が互いに嵌合するようになる。必要に応じて、そして好ましくは、この２つのエキスパンションジョイントエレメントおよびその周囲のコンクリートの表面は、ダイヤモンドツールで研磨され、平坦な継ぎ目が形成される。

エキスパンションジョイントエレメントによって、例えば、水分の損失および／または温度の変化による収縮から生じるコンクリート板の縁部の相対的な運動が可能となる。この非線形の嵌合表面によって、このジョイントを通過するあらゆる通行の重量がこのジョイントの両方のエレメントによって可能な限りたくさん支持されることが保証される。従って、継ぎ目の平坦さ及び合わさる表面の非線形性によって、このジョイントとその周囲のコンクリート構造物の両方の有用な長寿命が保証される。

この非線形の表面は、任意の嵌合形状を有することができる。製造を簡便にするためには、繰り返しのパターンが好ましい。例えば、非線形の表面は、ほぼ波形の形状；ほぼノコギリ歯の形状、特に先端が切断されたノコギリ歯の形状などを有していてもよい。

本発明の別の態様は、この製品を含む土木構造物である。好ましくは土木構造物はコンクリート構造物である。

一実施形態において、この製品は、構造物の露出した表面に配置される。望ましくは、この製品およびその周囲の構造物の表面は研磨されて、平坦な継ぎ目を形成している。研磨は、ダイヤモンドツールを用いて行うことができる。

（例示の実施形態／実施例の説明）
本発明の具体的な実施形態を例示のみを目的として以下に説明する。

（本発明の製品の製造）
Ｓｉｋａｆｌｏｏｒ（登録商標）−３２５ Ｐａｒｔ Ａ（液体ポリエステルグリコール組成物）をＳｉｋａｆｌｏｏｒ（登録商標）−３２５ Ｐａｒｔ Ｂ（ジフェニルメタンジイソシアネート（ＣＡＳ−Ｎｒ．９０１６−８７−９））と７３：２７の重量比で混合する。かかる樹脂組成物は、Ｓｉｋａ Ｏｅｓｔｅｒｒｅｉｃｈ ＧｍｂＨ（Ｄｏｒｆｓｔｒａｓｓｅ ２３，Ａ−６７００ Ｂｌｕｄｅｎｚ，Ａｕｓｔｒｉａ）から入手可能である。
この樹脂混合物をけい砂と混合する（樹脂：砂の重量比＝約１：２）。この砂の粒径分布は、以下の通りである。

＞１．２５ｍｍ 約２．５％
１．０〜１．２５ｍｍ 約１２％
０．５〜１．０ｍｍ 約５５％
０．２５〜０．５ｍｍ 約１２％
０．１２５〜０．２５ｍｍ 約１０％
０．０６３〜０．１２５ｍｍ 約８％
＜０．０６３ｍｍ 約０．５％

得られる製品の表面硬さを変更するために樹脂：砂の比を変更することができ、概して、１：０．５〜１：１２の範囲内であり、そうすることで、この製品が組み込まれる構造物の表面硬さとの適合が提供されるようになる。

キャスティング、射出成形、反応誘発モールディング、あるいは熱硬化性ポリマーのための任意の他の適切なモールディング技術によって、この樹脂／砂の混合物を所望の形状（又はプロファイル）に形成する。この製品は周囲の温度で養生することができる。養生は、オーブン中で促進することができる。部分的な養生の後、この製品の表面が未だ粘着性である場合、構造物と接触することになるこの製品の表面には、けい砂が振りかけられて、接着性が改善された表面を提供する。

得られるプロファイルを高圧水ビーム（水圧：約２５００ｂａｒ）によって２つのエキスパンションジョイントエレメントに切断し、所望の非線形の表面（波形の表面；ノコギリ歯の表面など)に沿って切断する。また、レーザーカッティングも可能である。

１重量％〜１０重量％の補強繊維（例えば、ガラス繊維、アラミド繊維または炭素繊維）を添加することによって、この製造方法は変更される。この製品が、構造物の露出した表面に組み込まれることが意図される場合、この製品の露出した表面を実質的に繊維の無い状態にすることが望ましく、そうすることによって、この補強繊維は、続く研磨工程とは干渉しない。この繊維は、本明細書の上記でより詳細に記載される通り、ばら繊維であってもよく、あるいは、ウェブまたは布の形態であってもよい。

繊維で補強された熱硬化性ポリマーの製品を形成するために任意の方法を使用することができ、真空バッグ成形；積層（又はレイアップ）；引出成形などが挙げられるが、これらに限定されない。この繊維は、乾燥したものを使用してもよく、あるいは、ポリマー樹脂とともに予め湿潤したものであってもよい。

けい砂の代わりに代替の骨材（材料）を使用することによって、上記の製造方法は変更される。例としては、玄武岩片；砂利；ガラスビーズ；石灰岩片などが挙げられる。

さらに、ポリウレタンの代わりに、代替の熱硬化性ポリマーを使用することによって、この製造は変更される。例としては、エポキシ、ＰＭＭＡなどが挙げられる。

（コンクリートフロアにおけるエキスパンションジョイントの取り付け）
フロアジョイントシステムの取り付けについては、以下の図を参照しながら説明する。

１ 置換されるエキスパンションジョイント
２ 置換されたエキスパンションジョイントまたは次のエキスパンションジョイント
３ 第１のスラブ
４ 第２のスラブ
５ 第１の上側表面
６ 第２の上側表面
７ 第１のさらなる上側表面
８ 第２のさらなる上側表面
９ ジョイントの容量
１０ 直立の側壁
１１ 樹脂モルタル
１２ エキスパンションジョイントシステム
１３ 第１のエキスパンションジョイントエレメント
１４ 第２のエキスパンションジョイントエレメント
１５ 第１のクロスサスペンションエレメント
１６ 第２のクロスサスペンションエレメント
１７ 長手軸方向
１８ 第１の協同縁部
１９ 第２の協同縁部
２０ シール部材
２１ 補強繊維
２２ ジョイントシール部材
２３ テープ
２４ 樹脂モルタル１１における長手軸方向の開口

図１は、２つの隣接するコンクリートスラブ（第１のコンクリートスラブ３および第２のコンクリートスラブ４）の断面の側面図を示す。エキスパンションジョイント１は、第１のコンクリートスラブ３と、第２のコンクリートスラブ４との間に存在する。図示するエキスパンションジョイントは、第１のコンクリートスラブ３と、第２のコンクリートスラブ４との間の空間の形態であるが、これは、本発明において重要ではなく、当業者に公知のエキスパンションジョイントの広範な整列が本発明の方法によって置換され得る。

第１のコンクリートスラブ３および第２のコンクリートスラブ４は、あらゆる種類のコンクリートスラブであってよい。例えば、コンクリートスラブ３、４は、コンクリートフロアスラブであり、例えば、フロアスラブ３、４は、その上側を多くの車両が通過することに曝される種類のもの、例えば、ガレージ、貯蔵倉庫のコンクリートフロアスラブ３、４などのようなものであってよい。

第１の工程において、図２に示される通り、置換されるエキスパンションジョイント１の位置において、これらのスラブの隣接する上側表面５、６の一部が除去される。これらの部分は、エキスパンションジョイント１によって、その側部の一方において範囲が規定される。好ましくは、エキスパンションジョイント１に沿って、なおかつ、これらに隣接して位置する長手軸方向の部分が除去される。例えば、エキスパンションジョイント１によって、それらの長手軸方向の側部の一方において範囲が規定される矩形の形状で除去される。しかし、エキスパンションジョイント１の形状および寸法に応じて、他の実施形態も可能である。図２は、隣接する上側表面５、６の実質的に等しい部分が除去されることを示すが、これは、本発明において重要ではなく、例えば、隣接する上側表面５、６の実質的に等しくない部分も除去することができ、例えば、コンクリートスラブ３、４のコンクリートを通して切断することによって除去することができる。

この置換されるエキスパンションジョイント１の位置において、かかるスラブの隣接する上側表面５、６の一部を除去することによって、この最初の上側表面の下側の隣接するさらなる上側表面７、８を、この隣接するスラブにおいて形成する。隣接するさらなる上側表面７、８を図２に示す。隣接するさらなる上側表面７、８は、同一面の表面として示され、スラブ３、４のコンクリートを通して切断することによって形成することは比較的に容易であるが、これは本発明において重要ではなく、隣接するさらなる上側表面も異なる高さで、あるいは互いが平行でなくても、適用することができ、これは、コンクリートスラブ３、４の性質、例えばその用途に依存する所望の形状（又はコンフィギュレーション）などに依存する。

ジョイントの容量（又はボリューム）９は、隣接するスラブ３、４において形成される。ジョイントの容量９は、隣接するさらなる上側表面７、８および上側表面５、６から延びる直立の側壁１０によって範囲が規定される。直立の側壁１０は、任意の種類の側壁１０であってよく、図２に示される通り、さらなる上側表面７、８に実質的に垂直な壁１０の形態であってもよい。しかし、これは本発明において重要ではなく、壁１０は、さらなる上側表面５、６に対して様々な角度（例えば、斜角または鋭角）であってもよい。図２に示されるジョイントの容量９は、矩形として示されるが、これは本発明において重要ではなく、例えば、その用途に応じて他の形状が可能である。

好ましくは、図３に示される通り、次の工程において、隣接する２つのスラブ３、４の間にシール部材２０を配置する。好ましくは、シール部材２０を必要な寸法に形成し、そうすることによって、これは、スラブ３、４の間でしっかりと適合するようになり、このシール部材２０の上側に配置される部分から、このシール部材２０の下側のエキスパンションジョイント１の一部をシールし、２つのスラブ３、４の間におけるその場所を維持する。好ましくは、シール部材２０は、弾性材料から作製され、そうすることで、スラブ３、４が互いに対して移動する場合、このシール部材２０は、その場所および一体性（又はインテグリティ）を保持するようになる。例えば、このシール部材２０は、エラストマーであり、例えば、熱可塑性のエラストマー、アクリロニトリル−ブタジエン（ＮＢＲ）ゴムまたはブチルゴムであり、可能であれば、繊維（例えばポリエステル繊維など、可能であれば編み物）を含む。部材２０は、第１のスラブ３と、第２のスラブ４との間の空間内に延在する。スラブ３とスラブ４との間でその意図した位置からシール部材２０が移動するリスクを低減するために、シール部材２０は、スラブ３、４の一方、あるいは両方に接着させることができる。

図８に示される通り、シール部材２０は、好ましくは、さらなる上側表面７，８の上側に延在する。シール部材２０は、そのうえ、好ましくは第１の長手軸方向の部分および第２の長手軸方向の部分を含み、第１の長手軸方向の部分は、隣接する２つのスラブ３、４の間に挿入されるために提供され、第２の長手軸方向の部分は、隣接する２つのスラブ３、４の間に挿入されるとき、さらなる上側表面７、８の上側に延在するように提供される。

好ましくは、次の工程において、プライマー層が適用され、そうすることによって、後続の工程において樹脂モルタル１１を適用する場合、このプライマー層が、コンクリートスラブ３、４のコンクリートと、樹脂モルタル１１との間に存在するようになる。

次の工程において、隣接するさらなる上側表面７、８上に樹脂モルタル１１を適用する。この工程も図３に示される。図３は、さらなる上側表面７、８の実質的に全ての表面に適用される樹脂モルタルを示すが、これは本発明において重要ではない。樹脂モルタル１１は、さらなる上側表面７、８の一部にのみ適用されてもよい。しかし、十分な適用がエキスパンションジョイントエレメント１２の改善された結合（又はアタッチメント）を提供することが見出されている。

好ましくは、樹脂モルタル１１を適用し、そうすることで、エキスパンションジョイントシステム１２をジョイントの容量９内に位置決めするとき、第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３、１４と、第１および第２のスラブ３、４のそれぞれの直立の側壁１０との間において少なくとも部分的に樹脂モルタル１１が押圧されるようになる。結果を例えば図４に示す。しかし、これは本発明において重要ではなく、他の実施形態が可能である。例えば、樹脂モルタル１１を適用し、そうすることによって、エキスパンションジョイントエレメントと直立の側壁１０との間で樹脂モルタルが押圧されないようにして、その代わりにエキスパンションジョイントシステム１２の下側に滞留するようにすることなど。

図８は、第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３，１４と、第１および第２のスラブ３、４のそれぞれの直立の側壁１０との間において、樹脂モルタル１１が少なくとも部分的に押圧されることを示す。さらに、好ましい第２の長手軸方向の部分が、樹脂モルタル１１において、長手軸方向の開口２４を形成していることが示されている。この開口２４の存在によって、これらのスラブの互いに対する更に良好な移動が可能となり、スラブ３、４の移動（又は運動）の予想可能性（又は予測精度）を増加させることが見出されている。

予め決められた容量のモルタルをジョイントの容量９に適用するために、例えば、このモルタルを予め決められた厚みで適用する。この厚みは、例えば、ジョイントの容量９において、適用したモルタルに沿って、深さ決定エレメントをスライドさせることによって決定され、そうすることによって、例えば、過剰のモルタルがすくい出されるか、および／または押出されるようになる。このエレメントは、例えば、第１または第２のスラブ３、４の上側表面５、６上を移動し、かつ第１または第２のスラブ３、４の上側表面５、６と接触するように提供された縁部を有するコテの形態であり、そうすることによって、このコテの別の部分が過剰のモルタルをすくい出すか、あるいは押し出すようになる。

樹脂モルタル１１の適用後、エキスパンションジョイントシステム１２の第１のエキスパンションジョイントエレメント１３および第２のエキスパンションジョイントエレメント１４は、ジョイントの容量９内に位置決めされ、エキスパンションジョイントシステム１２の第１の部分１３は、第１のスラブ３に沿って延在し、エキスパンションジョイントシステム１２の第２の部分１４は、第２のスラブ４に沿って延在し、そうすることによって、エキスパンションジョイント２は、少なくとも部分的に形成され、先のエキスパンションジョイント１を置換するようになる。これは図４に示され、ここで、エキスパンションジョイントシステム１２が示され、これはジョイントの容量９において適用される。この得られる後のエキスパンションジョイント２は、図５に示される。

好ましくは、例えば図８に示される通り、テープ２３をエキスパンションジョイントに適用していると、これが第１および第２の協同縁部を被覆する（例えば、第１の協同縁部と第２の協同縁部との間にモルタルが入ることを回避するなど、可能であれば、エキスパンションジョイントの機能性を妨げることを回避する）。好ましくは、テープ２３は、樹脂モルタルよりもエキスパンションジョイントに弱く接着し、例えば乾燥時において、そうすることによって、このエキスパンションジョイントの取り付け後、テープ２３は、エキスパンションジョイントを開放するようになり、モルタルに接触し、そうすることで、テープ２３がエキスパンションジョイントの機能性を妨げるリスクがさらに低下するようになる。

好ましくは、テープ２３は、必要な寸法とされ、そうすることによって、樹脂モルタル１１が協同縁部と結合することから回避されるようになり、そして、そのうえ、例えば、協同縁部１８、１９と、樹脂モルタル１１との間に延在するようになる。このような形状（又はコンフィギュレーション）によって、第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３、１４の移動が妨げられるリスクが低減され、従って、例えばスラブ３、４の移動の予測可能性が増加することが見出されている。

エキスパンションジョイントシステム１２の上側表面がスラブ３、４の上側表面５、６と実質的に同一面であることが示されているが、これは本発明において重要ではなく、このエキスパンションジョイントシステム１２は、例えば、スラブ３、４から少なくとも部分的に突出することもできる。しかし、このエキスパンションジョイントシステム１２を適用し、そうすることによって、その上側表面がスラブ３、４の上側表面５、６と実質的に同一面である場合、スラブ３、４および得られるエキスパンションジョイント２の表面は、向上した平坦性を有する表面を提供し、例えば、車両がこのエキスパンションジョイント２の上側を通過するとき、例えばスラブ３、４および／またはエキスパンションジョイント２に少ないダメージをもらす。

エキスパンションジョイント２と組み合わされるスラブ３、４の平坦性をさらに向上させるために、好ましくは、図示されていないが、例えば、スラブ３、４から突出する後のエキスパンションジョイント２から生じる凹凸を減少させるか、あるいは均一に除去するように、後のエキスパンションジョイント２を研磨する。コンクリートを研磨するために慣用的に使用されるダイヤモンドツールなどのツールでエキスパンションジョイントシステム１２を研磨できることは本発明の重要な局面である。別の重要な局面は、コンクリートフロアがエイジングの際に収縮を受ける場合に必須となり得るので、後の時点でも研磨が可能であることである。

エキスパンションジョイント２を研磨する代わりとして、あるいはエキスパンションジョイント２を研磨することに加えて、エキスパンションジョイントシステム１２は、好ましくは少なくとも１つのクロスサスペンションエレメント１５を含み、これは、エキスパンションジョイントシステム１２がジョイントの容量９内に配置される場合、エキスパンションジョイント１の長手軸方向１７に垂直な方向に沿って、第１および第２のスラブ３、４の上側表面７、８上に延在し、なおかつエキスパンションジョイントシステム１２のエレメント１３、１４を吊し、そうすることによって、エキスパンションジョイントエレメント１３、１４の上側表面がスラブ３、４の上側表面７、８と実質的に同一面となるようにする。樹脂モルタル１１によるエキスパンションジョイントシステム１２のスラブ３、４への結合の後、クロスサスペンションエレメント１５が除去され、そうすることによって、エキスパンションジョイント２の形成の際、エキスパンションジョイントエレメント１３、１４の上側表面は、スラブ３、４の上側表面と実質的に同一面のままであるようにする。ジョイントの容量９内のエキスパンションジョイントシステム１２の形状（又はコンフィギュレーション）を図４に示す。

第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３、１４を含むエキスパンションジョイントシステム１２は、例えば、図６ａおよび６ｂにおいて、より詳細に示される。理解できるように、第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３、１４は、それぞれ、実質的にエキスパンションジョイント２の延長方向に沿って位置する第１および第２の協同縁部１８、１９を含む。第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３、１４は、波形であるように示されているが、これは本発明において重要ではなく、例えば、三角形、ジグザグ、インターロッキングの先端が切断された円錐形などのような他の非線形の表面も可能である。

図８は、例えば、補強繊維２１が、より具体的には、ばら繊維の形態で、あるいは、織物のウェブとして、さらにより具体的には単層で、製品中に組み込まれ得ることを示す。

図７ａおよび７ｂは、組み込み後の２つのエキスパンションジョイントエレメント１３、１４を示し、その２つの協同縁部１８、１９が組み合っている。

本発明において重要ではないが、第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３、１４の間において、ジョイントシール部材２２を適用して、材料が第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３、１４の間の空間に入ることを回避することができる。好ましくは、ジョイントシール部材２２が提供され、そうすることによって、第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３、１４の間の空間を十分に充填するようになり、その一方で、それにもかかわらず、第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３、１４が互いに向かって、または互いに離れて移動することが可能となる。そのうえ、ジョイントシール部材２２は、好ましくは、第１および第２のエキスパンションジョイントエレメント１３、１４の移動方向に沿って、弾力的に圧縮可能である。図８に示される通り、ジョイントシール部材２２は、協同縁部１８、１９に沿って延在する長手軸方向のエレメントである。

図７ａからも理解できる通り、１以上のクロスサスペンションエレメント１５、１６が存在する。図示されないが、例えば、エキスパンションジョイントシステム１２の長さに応じて、１つのクロスサスペンションエレメント１５で十分であってもよく、あるいは２以上のクロスサスペンションエレメント１５、１６が存在してもよい。クロスサスペンションエレメント１５の数は、例えば、このエキスパンションジョイントシステム１２が用いられる用途に応じて、当業者が決定することができる。

重要なことに、このエキスパンションジョイントシステムは、任意の慣用的なフロアコーティング、例えばエポキシ系またはポリウレタン系のフロアコーティングでコーティングされてもよい。

従って、本発明は上記で述べた特定の実施形態を参照して説明されている。かかる実施形態には当業者に周知の様々な変更や代替の形態が可能であることが認められる。例えば、この製品は、熱硬化性ポリマー樹脂の性質を変更することによって；骨材の硬さ、量および粒径を変更することによって；補強繊維を必要に応じて使用することによって；補強繊維の量および性質によって；および、かかる補強繊維が組み込まれる形態によって、変更されてもよい。

上記で説明した変更に加えて、多くの変更が、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、本明細書中に記載の構造物および技術に対して行われてもよい。従って、具体的な実施形態が説明されているが、これらは例に過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。

Claims (23)

1. 土木構造物に組み込むための製品であって、土木構造物に組み込まれる前において、実質的に完全に養生した熱硬化性ポリマー樹脂と、モース硬さが３〜９の範囲内、好ましくは５〜８の範囲内にある粒子状の骨材とを含む、製品。
2. 前記土木構造物が、注入構造物である、請求項１に記載の製品。
3. 前記土木構造物が、コンクリート構造物である、請求項１または２に記載の製品。
4. 前記熱硬化性ポリマー樹脂が、ポリエステル樹脂；エポキシ樹脂；ビニルエステル樹脂；フェノール樹脂；ポリウレタン樹脂；ポリアスパラギン酸尿素エステル；およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製品。
5. 好ましくはガラス繊維；炭素繊維；アラミド繊維；およびそれらの組み合わせからなる群から選択される補強繊維を更に含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の製品。
6. 前記補強繊維が、ばら繊維；織布ウェブ；非結合不織布ウェブ；結合不織布ウェブ；フェルト；またはそれらの組み合わせの形態である、請求項５に記載の製品。
7. ４０重量％〜９０重量％の前記粒子状の骨材を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の製品。
8. １重量％〜１０重量％の補強繊維を含む、請求項３または４に記載の製品。
9. 前記粒子状の骨材が、洪積砂；けい砂；長石；玄武岩；花崗岩；ガラスビーズ；およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の製品。
10. 前記粒子状の骨材の平均粒径が０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の製品。
11. コンクリートフロアに組み込むための請求項１〜１０のいずれか１項に記載の製品。
12. 前記コンクリート構造物の表面硬さの２０％以内、好ましくは１０％以内の表面硬さを有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の製品。
13. 前記コンクリート構造物の露出した表面に組み込まれることが意図される請求項１〜１２のいずれか１項に記載の製品。
14. ダイヤモンドツールで研磨することができる、請求項１３に記載の製品。
15. 前記コンクリート構造物に組み込む際、前記コンクリート構造物の表面から流体を排出するのに役立つ、請求項１３または１４に記載の製品。
16. エキスパンションジョイントシステムである、請求項１３または１４に記載の製品。
17. 第１のエキスパンションジョイントエレメントと第２のエキスパンションジョイントエレメントとを含み、前記第１のエキスパンションジョイントエレメントが、第１の非線形の表面を有し、前記第２のエキスパンションジョイントエレメントが、前記第１の線形の表面と合うように設計された第２の非線形の表面を有する、請求項１６に記載のエキスパンションジョイントシステム。
18. 前記第１の非線形の表面が、概して波形の形状を有する、請求項１７に記載のエキスパンションジョイントシステム。
19. 前記第１の非線形の表面が、概してノコギリ歯の形状を有する、請求項１７に記載のエキスパンションジョイントシステム。
20. 請求項１〜１９のいずれか１項に記載の製品を含む土木構造物、好ましくはコンクリート構造物。
21. 前記製品が、前記コンクリート構造物の露出した表面に配置される、請求項２０に記載の土木構造物。
22. 前記製品の露出した表面、および前記製品に隣接するコンクリート構造物の露出した表面が、表面の平坦さを向上させるために研磨されている、請求項２１に記載の土木構造物。
23. 前記研磨された表面が、ダイヤモンドツールで研磨されている、請求項２２に記載の土木構造物。

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